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摘要：本文结合工程实践对岩溶地区钻孔灌注桩基施工技术进行了一些浅显研究，提出了一些解决工程实际问题的方法。
关键词：钻孔灌注桩 施工 监控
一、工程概况
本工程由一个整体地下室和一幢商务办公楼及一幢写字楼组成。拟建一幢高层写字楼和一幢高层商务办公楼，其中写字楼23层，建筑高度为97.4米。商务楼27层，建筑高度92.4米。地下室三层，平面形状不规则。工程总用地面积约11578平米，总建筑面积约111948平米。本工程地下室、商务办公楼结构类型均为框剪结构；地下室与商务办公楼建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级，地下室人防为六级二等人员掩蔽所；地下一层、自行车库及上部结构为二级，本工程桩基为钻孔灌注桩，采用桩端后注浆工艺施工。
二、引言
本工程总面积达到111948平米，高大建筑物一般均要求基础深埋并置于基岩面之上，而且该区为典型的喀斯特，所以桩基的施工质量直接关系到上部结构的稳定及整个工程的质量，如果存在质量问题，短期内不易发现，而一旦发生事故，往往损失巨大，难以挽救。因此，工程业界对该地貌桩基施工的有关技术进行了研究，下面笔者就谈谈钻孔灌注桩基施工中若干工程实际问题和解决方法。
三、桩基类型的选择
灌注桩施工过程无大的噪声和振动（沉管灌注桩除外），并可根据土层分布情况任意变化桩长，根据同一建筑物的荷载分布与土层情况采用不同桩径。灌注桩可穿过各种软、硬夹层，将桩端置于坚实土层或嵌入基层，还可扩大桩底以充分发挥桩身强度和持力层的承载力。桩身钢筋则可根据载大小与性质、荷载沿深度的传递特征以及土层的变化来配置，无需像预制桩那样配置起吊、运输、打击应力筋。此外，灌注桩配筋率远低于预制桩，其造价约为预制桩的 40～70%。因此岩溶地区桩基多选用钻孔灌注桩，预制桩施工，是土木工程中传统的主要桩型，预制桩施工质量较稳定，但沉桩过程中产生的挤土效应，特别是在饱和软粘土地区沉桩可能导致周围建筑物、道路、管线等的损坏且造价较高。
四、岩溶地区钻孔灌注桩基施工方法
钻孔灌注桩施工方法有反循环钻成孔法，正循环钻成孔法和潜水钻成孔灌注法。岩溶区桩基多采用冲击钻机钻孔灌注桩施工，且以泵吸反循环冲击钻钻进成孔及传统冲击钻较为常见，泵吸反循环冲击钻成孔是一种先进高效的施工方法。
4.1 施工工艺
（1）设置护筒→安装反循环钻孔→钻挖→第一次处理孔底沉渣→吊放钢筋笼→安放导管→第二次清孔→灌注水下混凝土，拔出导管→拔出护筒。
（2）桩位测量放线
准确测量桩位并做好标记，测好的桩位必须复测，误差控制在5mm 以内。
（3）埋设护筒
护筒的作用主要是保持孔口稳定和定位，如在陆地上钻孔，护筒周围一定要夯实，如在水上钻孔，护筒下沉应有导向装置，严防护筒倾斜、漏水、变形。施工中一般采用挖坑法埋设。开挖前用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，作4个标记点，保持到成孔后，埋设护筒时再将中心引回，使护筒中心与桩中心重合。护筒周围土回填的好坏，对冲击钻孔非常重要，对于土质较差的孔口，可以在护筒下部灌30cm的C20级混凝土，上部用红粘土夯填密实，以防冲击成孔时护筒底部塌孔。
（4）冲孔作业
造浆、开孔。往护筒内填制浆粘土约0.5m，分别往护筒和泥浆池内注足水。开动钻机，使冲击钻头上下运动，将护筒粘土冲成泥浆，启动泥浆泵，循环泥浆，直至护筒内与泥浆池内泥浆浓度一致。开始正循环钻进，钻进时勤观察孔内浮出的钻碴，在石质地层中，如果从孔口浮出的钻碴粒径在5～8mm之间，表明泥浆浓度合适，如果浮出的钻碴粒径小又少，表明泥浆浓度不够，需往孔内添加粘土。加粘土时要停开泥浆泵，形成泥浆后再开泥浆泵。正循环钻进至泵吸反循环系统可以正常工作的时候开始反循环钻进。
反循环钻进。当潜水砂石泵潜入孔内泥浆后，若孔壁比较稳定，停止正循环钻进， 泥浆循环约 2min 后停泵，解除排碴胶管与泥浆泵的连接，启动泵吸反循环系统，开动钻机，进行反循环钻进。钻进过程中，操作者要随着进尺快慢及时放主钢丝 绳，放绳时应使钢丝绳在每次冲击过程中始终处于拉紧状态，既不能少放，也不能多放。放少了，钻头落不到孔底，打空錘，此时冲击梁上的缓冲弹簧在一次冲击中响两声，不仅不能获得进 尺，反而会对钻机和钢丝绳造成极大的损害；放多了，钻头落到孔底后处于自由状态，可能向孔壁倾斜撞击孔壁，造成扩孔，再提升时，钻头突然受力，在这种突然的冲击作用下提升装置会降低寿命甚至损坏。当排碴弯头下降到离孔口1m时，需要接换排碴管。此时，钻机停止冲击，泥浆继续循环约1～3min，待排碴管内钻碴排完后，停泵，拆除弯头与排碴管的联接螺栓，提升 弯头至一定高度，将要接换的排碴管下端与原排碴管联接，上端与弯头联接。反循环钻进时应及时补水，始终保持孔内水位高于地下水位或河水位2m左右。冲击反循环钻进应针对不同的地层采用不同的泥浆比重，以保持孔壁的稳定。砂卵石地层泥浆比重为1.2左右，岩石层泥浆比重为1.05～1.15。
砂样的提取。提取砂样的目的是随时掌握地质的变化情况。一般每钻进0.5m提取砂样一 次，从出碴口捞取砂样用清水冲洗干净，每次提取量为100g，编号保存，以便成孔时交接；勤检查钻机、钻头是否偏移， 防止出现斜孔。
（5）清孔
桩深达到设计深度后，停止钻进，进行清孔，用较好的泥浆将孔内含有钻碴的泥浆置换出来，具体方法是：将钻头提离孔底0.5m，开启砂石泵，反循环清孔，清孔时间视孔径、孔深和钻碴 含量而定， 孔内泥浆比重达到要求后，清孔结束；清孔后测量孔深和孔底沉碴厚度，使之达到设计要求和规范规定。
4.2岩溶地区桩基处理方法
（1）“吊篮式结构”设计。 在岩溶地区桩基设计中，若持力层中存在较大溶洞，但钻孔桩全部穿越此溶洞又非常困难时，可采用“吊篮式结构”。其方法是在判断岩溶空穴处，钻孔并放入钢筋笼，桩的坡脚段长为600- 800mm，然后放置吊篮。吊篮上设有二根直径 300mm 的管子，吊籃内装有粗砂砾（起着灌浆成形和分配压力的作用）。然后浇筑混凝土并抽去吊篮， 再在每个管子位置钻孔并至少达到岩溶空穴下面 l.00m深处。再在从钻孔底部到桩坡脚以上至少1.00m处放置一个带帆布模套的圈梁，接着灌浆和浇注混凝土，同时使空腔内的模套充气直至直径约为600mm。模套起着围封的作用，以防止浆液漫流。
（2）桩底及桩侧后压桨
桩底及桩侧后压浆技术主要是为了弥补严重削弱泥浆护壁灌注桩承载力的桩底沉渣及桩侧泥皮的缺陷， 可大幅度提高承载力.这种桩基新技术应用于岩溶区桩基设计与施工，可以处 理桩端持力层岩溶较为发育且存在局部溶隙的情况。作法如下：在灌注桩施工中，在桩身钢筋笼内设置两根直径20mm 的注浆钢管，直通桩底，与 桩底径同径隔离钢板相通。在桩底混凝土达到 50%强度后， 用泥浆泵通过注浆管向桩底压入水泥浆或水泥砂浆。压浆充填钢板下的空间以及桩周空隙而使桩底形成包裹式扩大头，使扩大头抗压与抗剪切强度提高。且应压浆渗入岩溶裂隙后，持力层基岩得到加固。
五、 桩基检测监控
桩施工完成后，应按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验。对检测发现的问题，如未穿透软土层、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足等，应严格进行加密、补桩等处理。取芯时，取芯位置应选择在桩径的1/4处，而不应取在桩中心处， 因粉喷桩桩体中心部位为钻杆占据， 成桩后强度较低，易造成桩体强度偏小的假象，不能真实反映桩体质量；钻孔取芯时要注意保持钻机平衡，避免因钻杆倾斜而造成斜孔，并严格控制钻速及下降速度，边钻进边测量钻杆的垂直度，避免取芯失败；取芯长度应比桩长长0.5m左右，以检验桩底沉渣和原状土性状。在粉喷桩检测方法中，应以取芯为主，使用此方法可以直观地掌握整个桩体的完整性、搅拌的均匀程度、桩体垂直度、桩长、是否达到持力层、含灰量的多少等，并通过芯样的试验数据来检验桩体的强度。桩基检测的关键是全过程旁站， 尤其在后来的桩基检测中，应要求施工单位将所有桩体的芯样完整保留，采取率应该达到95%以上，避免弄虚作假，并选择性地采取试样送试验室进行各项指标的鉴定。
六、结语
桩型工程是对整个项目工程质量要求最为严格的施工部位，同时安全系数最为模糊的地方，我们希望通过对实际工程案例的数据总结，深入专题研究，能够保证工程的质量，确保人们的财产安全。
关键词：钻孔灌注桩 施工 监控
一、工程概况
本工程由一个整体地下室和一幢商务办公楼及一幢写字楼组成。拟建一幢高层写字楼和一幢高层商务办公楼，其中写字楼23层，建筑高度为97.4米。商务楼27层，建筑高度92.4米。地下室三层，平面形状不规则。工程总用地面积约11578平米，总建筑面积约111948平米。本工程地下室、商务办公楼结构类型均为框剪结构；地下室与商务办公楼建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级，地下室人防为六级二等人员掩蔽所；地下一层、自行车库及上部结构为二级，本工程桩基为钻孔灌注桩，采用桩端后注浆工艺施工。
二、引言
本工程总面积达到111948平米，高大建筑物一般均要求基础深埋并置于基岩面之上，而且该区为典型的喀斯特，所以桩基的施工质量直接关系到上部结构的稳定及整个工程的质量，如果存在质量问题，短期内不易发现，而一旦发生事故，往往损失巨大，难以挽救。因此，工程业界对该地貌桩基施工的有关技术进行了研究，下面笔者就谈谈钻孔灌注桩基施工中若干工程实际问题和解决方法。
三、桩基类型的选择
灌注桩施工过程无大的噪声和振动（沉管灌注桩除外），并可根据土层分布情况任意变化桩长，根据同一建筑物的荷载分布与土层情况采用不同桩径。灌注桩可穿过各种软、硬夹层，将桩端置于坚实土层或嵌入基层，还可扩大桩底以充分发挥桩身强度和持力层的承载力。桩身钢筋则可根据载大小与性质、荷载沿深度的传递特征以及土层的变化来配置，无需像预制桩那样配置起吊、运输、打击应力筋。此外，灌注桩配筋率远低于预制桩，其造价约为预制桩的 40～70%。因此岩溶地区桩基多选用钻孔灌注桩，预制桩施工，是土木工程中传统的主要桩型，预制桩施工质量较稳定，但沉桩过程中产生的挤土效应，特别是在饱和软粘土地区沉桩可能导致周围建筑物、道路、管线等的损坏且造价较高。
四、岩溶地区钻孔灌注桩基施工方法
钻孔灌注桩施工方法有反循环钻成孔法，正循环钻成孔法和潜水钻成孔灌注法。岩溶区桩基多采用冲击钻机钻孔灌注桩施工，且以泵吸反循环冲击钻钻进成孔及传统冲击钻较为常见，泵吸反循环冲击钻成孔是一种先进高效的施工方法。
4.1 施工工艺
（1）设置护筒→安装反循环钻孔→钻挖→第一次处理孔底沉渣→吊放钢筋笼→安放导管→第二次清孔→灌注水下混凝土，拔出导管→拔出护筒。
（2）桩位测量放线
准确测量桩位并做好标记，测好的桩位必须复测，误差控制在5mm 以内。
（3）埋设护筒
护筒的作用主要是保持孔口稳定和定位，如在陆地上钻孔，护筒周围一定要夯实，如在水上钻孔，护筒下沉应有导向装置，严防护筒倾斜、漏水、变形。施工中一般采用挖坑法埋设。开挖前用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，作4个标记点，保持到成孔后，埋设护筒时再将中心引回，使护筒中心与桩中心重合。护筒周围土回填的好坏，对冲击钻孔非常重要，对于土质较差的孔口，可以在护筒下部灌30cm的C20级混凝土，上部用红粘土夯填密实，以防冲击成孔时护筒底部塌孔。
（4）冲孔作业
造浆、开孔。往护筒内填制浆粘土约0.5m，分别往护筒和泥浆池内注足水。开动钻机，使冲击钻头上下运动，将护筒粘土冲成泥浆，启动泥浆泵，循环泥浆，直至护筒内与泥浆池内泥浆浓度一致。开始正循环钻进，钻进时勤观察孔内浮出的钻碴，在石质地层中，如果从孔口浮出的钻碴粒径在5～8mm之间，表明泥浆浓度合适，如果浮出的钻碴粒径小又少，表明泥浆浓度不够，需往孔内添加粘土。加粘土时要停开泥浆泵，形成泥浆后再开泥浆泵。正循环钻进至泵吸反循环系统可以正常工作的时候开始反循环钻进。
反循环钻进。当潜水砂石泵潜入孔内泥浆后，若孔壁比较稳定，停止正循环钻进， 泥浆循环约 2min 后停泵，解除排碴胶管与泥浆泵的连接，启动泵吸反循环系统，开动钻机，进行反循环钻进。钻进过程中，操作者要随着进尺快慢及时放主钢丝 绳，放绳时应使钢丝绳在每次冲击过程中始终处于拉紧状态，既不能少放，也不能多放。放少了，钻头落不到孔底，打空錘，此时冲击梁上的缓冲弹簧在一次冲击中响两声，不仅不能获得进 尺，反而会对钻机和钢丝绳造成极大的损害；放多了，钻头落到孔底后处于自由状态，可能向孔壁倾斜撞击孔壁，造成扩孔，再提升时，钻头突然受力，在这种突然的冲击作用下提升装置会降低寿命甚至损坏。当排碴弯头下降到离孔口1m时，需要接换排碴管。此时，钻机停止冲击，泥浆继续循环约1～3min，待排碴管内钻碴排完后，停泵，拆除弯头与排碴管的联接螺栓，提升 弯头至一定高度，将要接换的排碴管下端与原排碴管联接，上端与弯头联接。反循环钻进时应及时补水，始终保持孔内水位高于地下水位或河水位2m左右。冲击反循环钻进应针对不同的地层采用不同的泥浆比重，以保持孔壁的稳定。砂卵石地层泥浆比重为1.2左右，岩石层泥浆比重为1.05～1.15。
砂样的提取。提取砂样的目的是随时掌握地质的变化情况。一般每钻进0.5m提取砂样一 次，从出碴口捞取砂样用清水冲洗干净，每次提取量为100g，编号保存，以便成孔时交接；勤检查钻机、钻头是否偏移， 防止出现斜孔。
（5）清孔
桩深达到设计深度后，停止钻进，进行清孔，用较好的泥浆将孔内含有钻碴的泥浆置换出来，具体方法是：将钻头提离孔底0.5m，开启砂石泵，反循环清孔，清孔时间视孔径、孔深和钻碴 含量而定， 孔内泥浆比重达到要求后，清孔结束；清孔后测量孔深和孔底沉碴厚度，使之达到设计要求和规范规定。
4.2岩溶地区桩基处理方法
（1）“吊篮式结构”设计。 在岩溶地区桩基设计中，若持力层中存在较大溶洞，但钻孔桩全部穿越此溶洞又非常困难时，可采用“吊篮式结构”。其方法是在判断岩溶空穴处，钻孔并放入钢筋笼，桩的坡脚段长为600- 800mm，然后放置吊篮。吊篮上设有二根直径 300mm 的管子，吊籃内装有粗砂砾（起着灌浆成形和分配压力的作用）。然后浇筑混凝土并抽去吊篮， 再在每个管子位置钻孔并至少达到岩溶空穴下面 l.00m深处。再在从钻孔底部到桩坡脚以上至少1.00m处放置一个带帆布模套的圈梁，接着灌浆和浇注混凝土，同时使空腔内的模套充气直至直径约为600mm。模套起着围封的作用，以防止浆液漫流。
（2）桩底及桩侧后压桨
桩底及桩侧后压浆技术主要是为了弥补严重削弱泥浆护壁灌注桩承载力的桩底沉渣及桩侧泥皮的缺陷， 可大幅度提高承载力.这种桩基新技术应用于岩溶区桩基设计与施工，可以处 理桩端持力层岩溶较为发育且存在局部溶隙的情况。作法如下：在灌注桩施工中，在桩身钢筋笼内设置两根直径20mm 的注浆钢管，直通桩底，与 桩底径同径隔离钢板相通。在桩底混凝土达到 50%强度后， 用泥浆泵通过注浆管向桩底压入水泥浆或水泥砂浆。压浆充填钢板下的空间以及桩周空隙而使桩底形成包裹式扩大头，使扩大头抗压与抗剪切强度提高。且应压浆渗入岩溶裂隙后，持力层基岩得到加固。
五、 桩基检测监控
桩施工完成后，应按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验。对检测发现的问题，如未穿透软土层、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足等，应严格进行加密、补桩等处理。取芯时，取芯位置应选择在桩径的1/4处，而不应取在桩中心处， 因粉喷桩桩体中心部位为钻杆占据， 成桩后强度较低，易造成桩体强度偏小的假象，不能真实反映桩体质量；钻孔取芯时要注意保持钻机平衡，避免因钻杆倾斜而造成斜孔，并严格控制钻速及下降速度，边钻进边测量钻杆的垂直度，避免取芯失败；取芯长度应比桩长长0.5m左右，以检验桩底沉渣和原状土性状。在粉喷桩检测方法中，应以取芯为主，使用此方法可以直观地掌握整个桩体的完整性、搅拌的均匀程度、桩体垂直度、桩长、是否达到持力层、含灰量的多少等，并通过芯样的试验数据来检验桩体的强度。桩基检测的关键是全过程旁站， 尤其在后来的桩基检测中，应要求施工单位将所有桩体的芯样完整保留，采取率应该达到95%以上，避免弄虚作假，并选择性地采取试样送试验室进行各项指标的鉴定。
六、结语
桩型工程是对整个项目工程质量要求最为严格的施工部位，同时安全系数最为模糊的地方，我们希望通过对实际工程案例的数据总结，深入专题研究，能够保证工程的质量，确保人们的财产安全。